EP1301997B1 - Empfänger und verfahren zur unterdrückung von gleichkanalstörungen - Google Patents

Empfänger und verfahren zur unterdrückung von gleichkanalstörungen Download PDF

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EP1301997B1
EP1301997B1 EP01937090A EP01937090A EP1301997B1 EP 1301997 B1 EP1301997 B1 EP 1301997B1 EP 01937090 A EP01937090 A EP 01937090A EP 01937090 A EP01937090 A EP 01937090A EP 1301997 B1 EP1301997 B1 EP 1301997B1
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receiver
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model
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Martin Kristensson
David Astely
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    • H04B1/71—Interference-related aspects the interference being narrowband interference
    • H04B1/7101—Interference-related aspects the interference being narrowband interference with estimation filters

Definitions

  • Derotating the signal in said means for derotation outputs a complex valued time discrete base band representation of the received signal if a used modulation form is one dimensional. If a used modulation form is multiple dimensional, from possibly two vector valued signal sequences, a complex valued signal is separated in said means for separating it into its real and imaginary parts which vector is output from said means for separation containing the transmitted signal, co-channel interfering user signals, additive noise and other possible disturbance.
  • a model for interference and noise is a linear vector valued moving average process.
  • a model for interference and noise is a vector valued autoregressive process.
  • sequence estimation is performed on the whitened sequence using a filtered channel and a residual covariance matrix.
  • detection is performed by taking a binary decision, symbol by symbol based on a scalar input signal.
  • detection is performed by a reduced complexity sequence estimation performed on the whitened sequence.
  • linear equalization is performed followed by symbol by symbol detection.
  • timing estimation is performed on training data. In another embodiment timing estimation may be performed using estimated symbols. In yet another embodiment timing estimation is performed simultaneously as the data model parameter are estimated using training data.
  • the Filtering block 24 performs a multi channel whitening operation. This is not a traditional whitening filter as it takes into account to second order properties of the noise and co-channel interference.
  • An output of the Filtering block 24 is input to the Detector 26 and Estimator 28 blocks.
  • the output of the filter is denoted with x'( k ) 34.
  • the filter performs the following operation:
  • taking a binary decision performs the detection; symbol by symbol based on a scalar input signal x'( k ) 34, for example: (9, 10) x'( k ) ⁇ a "1" was transmitted x'( k ) ⁇ 0 a "0" was transmitted

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Claims (46)

  1. Verfahren für einen digitalen Empfänger, welcher Statistiken zweiter Ordnung für adaptive Kokanal-Interferenz-Unterdrückung in drahtloser Kommunikation ausnutzt, die digitale I-, in Phase, und Q-, Quadratur, Zweige eines empfangenen übertragenen Signals als Eingabe in den Empfänger aufweist, wobei eine grobe Synchronisation und eine grobe Frequenzverschiebungs-Kompensation an dem Signal ausgeführt worden sind, wobei der Empfänger Mittel zum Rücktransformieren (derotate) (20), Mittel zum Trennen (22), Mittel zum Filtern (24), Mittel zum Abschätzen (28) und Mittel zum Erfassen (26) von übertragenen Symbolen (s and(k)) in dem empfangenen Signal (r(t)) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst
    Rücktransformieren des Signals in den Mitteln zum Rücktransformieren, Ausgeben einer komplexwertigen, zeitdiskreten Basisband-Darstellung des empfangenen Signals, wenn eine verwendete Modulationsform eindimensional ist, anderenfalls, wenn eine verwendete Modulationsform eine mehrdimensionale ist, Konstruieren einer komplexwertigen Signalabfolge aus möglicherweise zwei vektorwertigen Signalabfolgen, und Ausgeben des komplexwertigen Signals;
    Trennen des Ausgabesignals in den Mitteln zum Trennen, um es in seinen Real- und seinen Imaginärteil aufzutrennen, wobei der Vektor von den Mitteln zum Trennen ausgegeben wird, der das übertragene Signal, Kokanal-Interferenz-Benutzersignale, zusätzliches Rauschen und andere mögliche Störungen enthält;
    Abschätzen in den Mitteln zum Abschätzen, unter Verwendung der Ausgaben von den Mitteln zum Trennen, den Mitteln zum Filtern und von den Mitteln zum Erfassen als Eingabe, und Ausführen von Datenmodellabschätzung zum Ausgeben der Abschätzung an die Mittel zum Rücktransformieren, Filtern und Erfassen,
    wobei die Abschätzungsmittel Information über Redundanz in den übertragenen Symbolen anwenden;
    Filtern in den Mitteln zum Filtern, unter Verwendung der Realwert-Ausgabe von den Mitteln zum Trennen und von Koeffizienten in der Datenmodellausgabe von den Mitteln zum Abschätzen und Ausführen eines Weißungs(whitening)-Vorgangs an dem Signal, wobei zusätzlich statistische Eigenschaften zweiter Ordnung von Rauschen und Kokanal-Interferenz berücksichtigt werden, wobei das gefilterte Signal an die Mittel zum Abschätzen und Erfassen ausgegeben wird; und
    Erfassen der übertragenen Symbole in den Mitteln zum Erfassen, wobei die Ausgabe von den Mitteln zum Filtern und das Datenmodell von den Mitteln zum Abschätzen verwendet werden, wodurch eine Kokanal-Unterdrückung in drahtloser Kommunikation verbessert wird, so dass es möglich wird, die Anzahl von Kanälen für verwendete Frequenzen zu erhöhen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Datenmodellabschätzung das Verfahren angepasst ist, in den Mitteln zum Abschätzen in dem Abschätzschritt Feinsynchronisation, Fein-Frequenzverschiebungsabschätzung oder Kompensation zu verwenden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermittel einen Weißungs-Vorgang ausführen, der die statistischen Eigenschaften zweiter Ordnung des Rauschens und der Kokanal-Interferenz berücksichtigt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassung ausgeführt wird, indem eine binäre Entscheidung getroffen wird, Symbol für Symbol, basierend auf einem skalaren Eingangssignal.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine lineare Entzerrung, gefolgt von einer Erfassung Symbol für Symbol ausgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abfolgenabschätzung an der Weißungs-Abfolge ausgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolgenabschätzung unter Verwendung eines gefilterten Kanals und einer Grund-Kovarianz-Matrix (residual covariance matrix) ausgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassung durch Ausführen einer Abfolgenabschätzung mit reduzierter Komplexität an der Weißungs-Abfolge ausgeführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modell für einen Kommunikationskanal ein linearer FIR-Kanal ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modell für Interferenz und Rauschen ein linearer vektorwertiger gleitender Durchschnitt-Vorgang ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modell für Interferenz und Rauschen ein vektorwertiger autoregressiver Vorgang ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Datenmodellparameter unter Verwendung von Trainingsdaten abgeschätzt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Datenmodellparameter unter Verwendung von abgeschätzten Symbolen abgeschätzt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellordnung vorgegeben wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellordnung entsprechend eines Modellordnungs-Auswahlkriteriums ausgewählt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellordnung während einer Kommunikation entsprechend einer Fehlerrate auf dem Kanal angepasst wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mehrfachmodelle in den Filter- und Erfassungsmitteln abgeschätzt und verwendet werden, wobei das Modell, welches zu der niedrigsten Fehlerrate führt, die Symbolabschätzungen bereitstellt.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abschätzung des Zeitverhaltens an Trainingsdaten ausgeführt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abschätzung des Zeitverhaltens unter Verwendung von abgeschätzten Symbolen ausgeführt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abschätzung des Zeitverhaltens gleichzeitig damit ausgeführt wird, dass die Datenmodellparameter unter Verwendung von Trainingsdaten abgeschätzt werden.
  21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Frequenzverschiebungsabschätzung an Trainingsdaten ausgeführt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Frequenzverschiebungsabschätzung unter Verwendung von abgeschätzten Symbolen ausgeführt wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Frequenzverschiebungsabschätzung gleichzeitig damit ausgeführt wird, dass die Datenmodellparameter unter Verwendung von Trainingsdaten abgeschätzt werden.
  24. Empfänger, welcher Statistiken zweiter Ordnung für adaptive Kokanal-Interferenz-Unterdrückung in drahtloser Kommunikation ausnutzt, die digitale I-, in Phase, und Q-, Quadratur, Zweige eines empfangenen übertragenen Signals als Eingabe in den Empfänger aufweist, wobei eine grobe Synchronisation und eine grobe Frequenzverschiebungs-Kompensation an dem Signal ausgeführt worden sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst
    Rücktransformations-Mittel (20) zum Rücktransformieren des Signals, und Ausgeben einer komplexwertigen zeitdiskreten Banddarstellung des empfangenen Signals, wenn eine verwendete Modulationsform eindimensional ist, anderenfalls, wenn eine verwendete Modulationsform mehrdimensional ist, Konstruieren aus eine komplexwertiger Signalabfolge möglicherweise zwei vektorwertigen Signalabfolgen, und Ausgeben des komplexwertigen Signals;
    Mittel zum Trennen (22), um das rücktransformierte Ausgabesignal in seinen Real- und seinen Imaginärteil aufzutrennen, wobei der Vektor von den Mitteln zum Trennen ausgegeben wird, der das übertragene Signal, Kokanal-Interferenz-Benutzersignale, zusätzliches Rauschen und andere mögliche Störungen enthält;
    Mittel zum Abschätzen (28), welche die Ausgaben von den Mitteln zum Trennen, von Mitteln zum Filtern und von Mitteln zum Erfassen als Eingabe verwenden, und Ausführen von Datenmodellabschätzung zum Ausgeben der Abschätzung an die Mittel zum Rücktransformieren, Filtern und Erfassen, wobei die Abschätzungsmittel angepasst sind, um Information über Redundanz in übertragenen Symbolen anwenden;
    wobei die Mittel zum Filtern (24) die Realwert-Ausgabe von den Mitteln zum Trennen und Koeffizienten in der Datenmodellausgabe von den Mitteln zum Abschätzen verwenden und einen Weißungs-Vorgang an dem Signal ausführen, wobei zusätzlich statistische Eigenschaften zweiter Ordnung von Rauschen und Kokanal-Interferenz berücksichtigt werden, wobei das gefilterte Signal an die Mittel zum Abschätzen und Erfassen ausgegeben wird; und
    die Mittel zum Erfassen (26) für die übertragenen Symbole in dem Signal die Ausgabe von den Mitteln zum Filtern und das Datenmodell von den Mitteln zum Abschätzen verwenden, wobei eine Kokanal-Unterdrückung in drahtloser Kommunikation verbessert wird, so dass es möglich wird, die Anzahl von Kommunikationskanälen für verwendete Frequenzen zu erhöhen.
  25. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Datenmodellabschätzung der Empfänger angepasst ist, Feinsynchronisation, Fein-Frequenzverschiebungsabschätzung oder Kompensation zu verwenden.
  26. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermittel einen Weißungs-Vorgang ausführen, der die statistischen Eigenschaften zweiter Ordnung des Rauschens und der Kokanal-Interferenz berücksichtigt.
  27. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassung ausgeführt wird, indem eine binäre Entscheidung getroffen wird, Symbol für Symbol, basierend auf einem skalaren Eingangssignal.
  28. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine lineare Entzerrung, gefolgt von einer Erfassung Symbol für Symbol ausgeführt wird.
  29. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abfolgenabschätzung an der Weißungs-Abfolge ausgeführt wird.
  30. Empfänger nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolgenabschätzung unter Verwendung eines gefilterten Kanals und einer Grund-Kovarianz-Matrix ausgeführt wird.
  31. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassung durch Ausführen einer Abfolgenabschätzung mit reduzierter Komplexität an der Weißungs-Abfolge ausgeführt wird.
  32. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modell für einen Kommunikationskanal ein linearer FIR-Kanal ist.
  33. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modell für Interferenz und Rauschen ein linearer vektorwertiger gleitender Durchschnitt-Vorgang ist.
  34. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modell für Interferenz und Rauschen ein vektorwertiger autoregressiver Vorgang ist.
  35. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Datenmodellparameter unter Verwendung von Trainingsdaten abgeschätzt werden.
  36. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Datenmodellparameter unter Verwendung von abgeschätzten Symbolen abgeschätzt werden.
  37. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellordnung vorgegeben ist.
  38. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellordnung entsprechend eines Modellordnungs-Auswahlkriteriums ausgewählt wird.
  39. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellordnung während einer Kommunikation entsprechend einer Fehlerrate auf dem Kanal angepasst wird.
  40. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in den Filter- und Erfassungsmitteln Mehrfachmodelle abgeschätzt und verwendet werden, wobei das Modell, welches zu der niedrigsten Fehlerrate führt, die Symbolabschätzungen bereitstellt.
  41. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Abschätzung des Zeitverhaltens an Trainingsdaten ausgeführt wird.
  42. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Abschätzung des Zeitverhaltens unter Verwendung von abgeschätzten Symbolen ausgeführt wird.
  43. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Abschätzung des Zeitverhaltens gleichzeitig damit ausgeführt wird, dass die Datenmodellparameter unter Verwendung von Trainingsdaten abgeschätzt werden.
  44. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Frequenzverschiebungsabschätzung an Trainingsdaten ausgeführt wird.
  45. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Frequenzverschiebungsabschätzung unter Verwendung von abgeschätzten Symbolen ausgeführt wird.
  46. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Frequenzverschiebungsabschätzung gleichzeitig damit ausgeführt wird, dass die Datenmodellparameter unter Verwendung von Trainingsdaten abgeschätzt werden.
EP01937090A 2000-05-31 2001-05-30 Empfänger und verfahren zur unterdrückung von gleichkanalstörungen Expired - Lifetime EP1301997B1 (de)

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SE0002029A SE517039C2 (sv) 2000-05-31 2000-05-31 Anordning och metod för kanalinterferensdämpning
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EP1301997A1 EP1301997A1 (de) 2003-04-16
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